基站应用中使用分立元件的PA监控解决方案.doc
《基站应用中使用分立元件的PA监控解决方案.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基站应用中使用分立元件的PA监控解决方案.doc(6页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、基站应用中使用分立元件的PA监控解决方案简介在无线基站中,功率放大器(PA)在功耗,线性度,效率和成本方面主导信号链性能。监视和控制基站PA的性能可以最大化输出功率,同时实现最佳线性度和效率。本文讨论了使用分立元件的PA监控解决方案的元素,并描述了集成解决方案。ADI公司拥有一套非常适合此类任务的组件。多通道数模转换器(DAC),模数转换器(ADC),温度传感器和电流传感器以及单芯片集成解决方案正在基站中应用,以监控和控制各种模拟信号。离散传感器和数据转换器提供最大的性能和配置灵活性,而集成解决方案提供更低的成本,更小的尺寸和更高的可靠性。优化基站的电源效率是电信行业公司的关键环境考虑因素。正
2、在做出重大努力来降低基站的总体能耗,以减少它们对环境的影响。电能是基站日常运营成本的主要来源,PA可以承担超过一半的功耗。因此,优化PA的功率效率可提高运营性能,并提供环境和财务效益。具有分立元件的PA控制图1显示了使用横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管的基本功率级。线性度,效率和增益之间的固有折衷决定了PA晶体管的最佳偏置条件。在整个温度和时间内将漏极偏置电流保持在最佳值可以显着提高PA的整体性能,同时确保其保持在稳定的输出功率水平内。控制栅极偏置电流的一种方法是使用电阻分压器将栅极电压设置为在评估期间确定的固定最佳值。不幸的是,虽然这种固定栅极电压解决方案可以它具有很高的成本效益
3、,它有一个严重的缺点:它不能纠正环境变化,制造扩散或电源电压变化。影响PA漏极偏置电流的两个主要因素是高压电源线和片上温度的变化。更好的方法是PA门的动态控制电压 - 使用数字控制算法测量漏极电流,使用ADC对其进行数字化,并通过高分辨率DAC或低分辨率数字电位器设置所需的偏置。该控制系统允许PA保持所需的偏置条件,以便通过用户可编程设定点优化性能设置 - 尽管电压,温度和其他环境参数发生变化。这种控制方法的关键因素是使用高端检测电阻和AD8211电流检测放大器,通过高压电源线精确测量提供给LDMOS晶体管的电流。共模输入范围高达+65 V,AD8211提供20 V / V的固定增益。外部检测
4、电阻设置满量程电流读数。放大器输出可以复用到ADC中,以生成用于监视和控制的数字数据。应注意确保电流检测放大器的输出电压尽可能接近ADC的满量程模拟输入范围。持续监控高压线使功率放大器能够连续重新调整其栅极电压,即使在线路上检测到电压浪涌,从而保持最佳偏置条件。漏极 - 源极电流LDMOS晶体管, I DS ,作为栅极 - 源极电压的函数, V gs ,有两个与温度有关的项:有效电子迁移率和阈值电压 V th 。V th ,随温度升高而降低。因此,温度变化将导致输出功率的变化。使用一个或多个ADT75 12位温度传感器测量PA的环境温度和内部温度,可以监控电路板上的温度变化。 ADT75是一款
5、采用8引脚MSOP封装的完整温度监控系统,可在0C至70C范围内提供1C的精度。将温度传感器的电压输出,漏极电流和其他数据复用到ADC中,可以将温度测量值转换为数字数据进行监控。根据系统配置,可能需要在电路板上使用多个温度传感器。例如,如果使用多个PA,或者如果前端需要多个预驱动器,则每个放大器的温度传感器可以更好地控制系统。为了监控电流传感器和温度传感器,AD7992,AD7994和AD7998多通道12位ADC可用于将模拟测量转换为数字数据。从电流传感器和温度收集的数字信息可以使用控制逻辑或微控制器连续监测传感器。使用数字电位计或DAC动态控制PA栅极电压 - 同时监控传感器读数并处理数字
6、数据 - 可以保持优化的偏置条件。栅极电压所需的控制程度将决定DAC的分辨率。电信公司通常在基站设计中使用多个PA,如图2所示,以便为每个RF载波选择PA提供更大的灵活性,并允许每个PA针对特定的调制方案进行优化。此外,组合并行PA输出可提供更高的线性度和整体效率。在这种情况下,PA可能需要多个级联增益级,包括可变增益放大器(VGA)和预驱动器,以满足增益和效率要求。多通道DAC可满足这些模块的各种电平设置和增益控制要求。为实现精确的PA栅极控制,AD5622,AD5627和AD5625 DAC均提供12位,单,双和四输出。它们具有内部缓冲器,具有出色的源和接收能力,在大多数应用中无需外部缓冲
7、器。低功耗,保证单调性和快速建立时间的组合使这些器件成为精确电平设置应用的理想选择。如果精度不是主要规格且8位分辨率可以接受,则数字电位器是一种更具成本效益的选择。这些数字可变电阻器执行与机械电位器或可变电阻器相同的电子调节功能,但具有增强的分辨率,固态可靠性和卓越的温度性能。非易失性和一次性可编程(OTP)数字电位器是时分双工(TDD)RF应用的理想选择,其中PA关闭用于TDD 接收周期并通过发送周期的固定栅极电压接通。该预编程的启动电压可降低导通延迟,并提高开启发送级PA晶体管的效率。在接收状态期间关闭PA晶体管的能力可防止发送器电路噪声破坏接收信号并提高PA的整体效率。根据通道数量,接口
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基站 应用 使用 分立 元件 PA 监控 解决方案
链接地址:https://www.31doc.com/p-3418483.html